CN211715250U

CN211715250U - 雨水管道发电装置及楼宇公共电力系统

Info

Publication number: CN211715250U
Application number: CN201921683018.0U
Authority: CN
Inventors: 姚海沉; 蒲文灏; 杨宇; 邢小龙; 韩东; 岳晨; 何纬峰
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2020-10-20
Anticipated expiration: 2029-10-10

Abstract

雨水管道发电装置及楼宇公共电力系统，属于水动力发电技术领域；该装置主要包括连接件、管道、过滤网、旋流器、扇叶、传动轴、发电机、蓄电池、传感器等部件。其特征是在雨天来临时，雨水从楼房高处沿雨水管道流下，雨水流经旋流器将势能转化为动能传递到扇叶上并由传动组件带动发电机发电；同时传感器接收到旋流器的传动信号点亮住户家中的提示灯，提示下雨；传递给电动窗开关系统用于自动关窗；传递给电动雨棚伸缩系统用于伸出雨棚遮雨。发电机产生的电储存在蓄电池中，蓄电池给楼道灯和排风扇供能。本专利能够有效地利用雨水的能量，给住户提供电能，同时能够提醒住户雨天的来临，方便住户的日常生活。

Description

雨水管道发电装置及楼宇公共电力系统

技术领域

本实用新型设计雨水管道发电装置及楼宇公共电力系统，属于水动力发电技术领域。

背景技术

能源是人类赖以生存的物质基础，但是现如今能源消耗日益增多，化石能源的使用也使得环境问题日益加重。世界各国面对全球变暖等环境问题开始逐渐重视对各种能量的应用。此外，房地产业迅速发展，高楼林立，高楼上的雨水势能是一种天然无污染的绿色能源，开发利用雨水的高位落差能量等各种自然清洁能源对于缓解能源危机、降低环境污染有重要作用。

此外，高楼的楼道间常常设有楼道灯，在晚上或光线不足的时候能够提供光照，保证住户的安全；设有排风扇，给楼道提供清洁风，保证空气质量的安全。但是有时电路的不稳定也会使得电灯或者排风扇的停运。利用雨水的高位落差能量给蓄电池充电可以作为电灯和排风扇的辅助电源，能够保证电灯和排风扇的稳定运行。

再者，许多住户把衣服晾在露天阳台后就会回到卧室等房间。一旦下雨后住户不能在第一时间察觉外面的天气变化，导致衣服淋湿等情况的发生。会给住户带来极大地不便。

最后，现有的管道发电装置并未提出有效利用雨水能量的扇叶，其排污管道的设计容易产生堵塞，而且并不具备提醒住户雨天来临的功能。

综上所述，本实用新型提出雨水管道发电装置及楼宇公共电力系统与方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为了克服上述现有社会的需求和技术的不足，提供雨水管道发电装置及楼宇公共电力系统。

雨水管道发电装置及楼宇公共电力系统与方法，其特征在于：

包括进水管道，进水管道分别与净水管道入口及排污管道入口相连；其中净水管道入口处设置过滤网，净水管道与进水管道位于同一纵轴线上；

上述净水管道内从上而下依次安装有旋流器、扇叶、传动组件；传动组件中的传动轴末端从净水管道侧壁所开轴孔伸出，并通过轴封支撑及密封；

上述传动轴末端依次连接发电机、蓄电池。

上述系统包括楼道灯、排风扇；楼道灯和排风扇安装于楼宇内，并通过导线与上述蓄电池相连。

雨水从楼房顶部沿雨水管道落下进入本装置的进水管道；雨水落到过滤网上后树叶等杂物沿过滤网进入排污管道，而过滤后的净水则穿过过滤网进入净水管道；之后净水冲击并带动旋流器转动；

水流则由垂直下落变为旋转流动，冲击并带动扇叶转动；转动的扇叶则将其动能由传动轴传递给发电机发电；发电机产生的电量则储存在蓄电池中；蓄电池中的电量点亮楼道灯和驱动排风扇；最后流出。

所述过滤网盖住净水管道口，过滤网孔为六边形。能够有效地挡住树叶等杂物并且不会过多地降低雨水流速影响装置发电性能。

所述旋流器安装在过滤网正下方的正中间位置，其直径仅比管道直径稍小，从而将雨水的垂直流向转变为旋转流向，并使其自身转动，雨量的多少决定了其转速的快慢。

所述扇叶带动转动组件转动并由传动组件带动发电机发电，轴封与管壁紧密贴合并支撑轴，从而支撑起扇叶并防止雨水溢出连接处。

所述蓄电池输出端与楼道灯和排风扇连接，蓄电池给夜晚时候的灯光照明与楼道内的排风换气提供所需电能，从而节约电能。

所述扇叶上表面设计为带有弧度的受压面，而侧面则设计有一定弧形，以贴合管道圆周。上表面的弧度设计使得受压面能够充分利用雨水动能，将其转化为转动组件的动能；侧面设计有一定弧形，使得整个转动组件能够贴合管壁的圆周形状，水流不轻易从扇叶与管壁之间流过，从而进一步利用水流的能量。

所述出水管道，出水管道分别与净水管道出口及排污管道出口相连；其中出水管道设置于排污管道的正下方。该设计使得树叶等杂物垂直落下管道，能够有效避免杂物在管内的集聚，从而堵塞管道。

所述系统还包括一端与旋流器相连的传感器，传感器另一端与提示灯相连；或与电动窗开关系统相连；或与电动雨棚伸缩系统相连；

所述旋流器的转动信号则由传感器接收并传递给提示灯，提示下雨；传递给电动窗开关系统用于自动关窗；传递给电动雨棚伸缩系统用于伸出雨棚遮雨。

附图说明

图1是本专利的整体结构示意图；

图2是本专利的叶轮三维结构图；

图3是本专利的叶轮俯视图；

图4是本专利的管道三维结构图；

图中标号名称：1-连接件、2-进水管道、3-过滤网、4-排污管道、5-旋流器、6-扇叶、7-传动轴、8-轴封、9-发电机、10-蓄电池、11-楼道灯、12-排风扇、13-传感器、14-提示灯、15-电线、16-净水管道和17-出水管道。

具体实施方式

下面结合附图对本专利进一步说明。

如图1所示，雨水管道发电装置及楼宇公共电力系统与方法通过以下方式进行工作：雨水从楼房顶部沿雨水管道落下进入本装置的进水管道；雨水落到过滤网上后树叶等杂物沿过滤网进入排污管道，而过滤后的净水则穿过过滤网进入净水管道；之后净水流过旋流器其流向改为旋转流动；传感器检测到旋流器的转动信号，并将该信号传递给用户家中的提示灯，由转动的快慢改变提示灯的颜色；改变流向后的水流冲击叶片转动组件末端使得扇叶转动；做功后的水流与污水管道中的杂物汇合，沿出水管流出；转动的扇叶则带动轴转动从而使发电机发电；发电机产生的电量则储存在蓄电池中；蓄电池中的电量驱动楼道灯和排风扇。

如图2所示，扇叶上表面呈现一定的弧度，该弧度的设计是为了使得旋流后不同方向的水流都能正向冲击扇叶面后，从而更充分地利用水流的能量，将其转化为转动组件的机械能。

如图3所示，叶轮俯视图中扇叶末端是弧形的，整个叶轮俯视图是一整个圆形，该设计能贴合管壁的圆周形状，使得水流不轻易从扇叶与管壁之间流过，从而进一步利用水流的能量。

如图4所示，管道为圆管的连接形式，进水管道与出水管道相互错开，进水管道与净水管道在同一垂线上，出水管道与排污管道在同一垂线上。此设计方式能够使得雨水从进水管道垂直落至净水管道中，充分利用其能量；且树叶等杂物也能从排污管道垂直落至出水管道中，避免杂物堵塞管道。此外净水管道的部分有一突出的球形设计，该设计是为了迎合水流的旋流流向，并将叶片转动组件设置其中，能够有效地利用水流的能量。

Claims

1.一种雨水管道发电装置，其特征在于：

包括进水管道（2）、净水管道（16）、排污管道（4），进水管道（2）出口分别与净水管道（16）入口及排污管道（4）入口相连；其中净水管道（16）入口处设置过滤网（3），净水管道（16）与进水管道（2）位于同一纵轴线上；

上述净水管道（16）内从上而下依次安装有旋流器（5）、扇叶（6）、传动组件；传动组件中的传动轴（7）末端从净水管道（16）侧壁所开轴孔伸出，并通过轴封（8）支撑及密封；

上述传动轴（7）末端依次连接发电机（9）、蓄电池（10）。

2.根据权利要求1所述的雨水管道发电装置，其特征在于：

上述扇叶（6）上表面设计为带有弧度的受压面，而侧面则设计为贴合净水管道圆周的弧形。

3.根据权利要求1所述的雨水管道发电装置，其特征在于：

还包括出水管道（17），出水管道（17）分别与净水管道（16）出口及排污管道（4）出口相连；其中出水管道（17）设置于排污管道（4）的正下方。

4.一种楼宇公共电力系统，其特征在于：包括如权利要求1所述的雨水管道发电装置；还包括楼道灯（11）、排风扇（12）；楼道灯（11）和排风扇（12）安装于楼宇内，并通过导线（15）与上述蓄电池（10）相连。

5.根据权利要求4所述的楼宇公共电力系统，其特征在于：还包括一端与旋流器（5）相连的传感器（13），传感器（13）另一端与提示灯（14）相连；或与电动窗开关系统相连；或与电动雨棚伸缩系统相连。